这是RM-01板上机架操作系统的全面重构版本，采用完全模块化的组件架构设计。每个功能都是独立的组件，支持单独开发、测试和维护。
- 完全模块化: 每个功能都是独立组件
- 控制台为核心: 统一的命令行交互接口
- 事件驱动: 组件间通过事件系统通信
- 平台级组件化: 连硬件抽象层也是独立组件
- 可扩展性优先: 为未来功能扩展预留接口
- 温度集成指南 - AGX温度集成到风扇控制系统的完整指南
- 智能安全温度策略 - 分层安全温度保护机制设计文档
- AGX监控更新 - AGX监控组件开发记录
- AGX启动延时功能 - AGX系统启动保护机制
- ✅ 事件管理组件 - 9个测试用例全部通过
- ✅ 硬件抽象层组件 - 5个测试用例全部通过
- ✅ 控制台核心组件 - 8个测试用例全部通过
- ✅ 配置管理组件 - 统一NVS配置管理，支持多种数据类型
- ✅ 风扇控制组件 - 完整PWM控制，温度曲线，配置持久化，智能温度管理
- ✅ AGX监控组件 - WebSocket实时监控，CPU温度集成，静默运行模式
- ✅ Matrix LED组件 - 32x32 WS2812矩阵控制，支持像素绘图、动画播放
- ✅ 智能温度管理 - 多层次安全保护，AGX数据集成，调试模式兼容
- 📋 系统监控组件 - 待开发
robOS/
├── components/ # 独立功能组件
│ ├── console_core/ # 控制台核心组件 🌡️
│ ├── hardware_hal/ # 硬件抽象层组件
│ ├── gpio_controller/ # GPIO通用控制组件 ⚡
│ ├── usb_mux_controller/ # USB MUX切换控制组件 ⚡
│ ├── hardware_commands/ # 硬件控制台命令组件 ⚡
│ ├── config_manager/ # 配置管理组件
│ ├── fan_controller/ # 风扇控制组件 🌡️
│ ├── agx_monitor/ # AGX监控组件 🔍
│ ├── touch_led/ # 触摸LED控制组件 ✨
│ ├── matrix_led/ # 矩阵LED控制组件 ✨
│ ├── board_led/ # 板载LED控制组件 ✨
│ ├── color_correction/ # 色彩校正组件 🎨
│ ├── ethernet_manager/ # 以太网管理组件
│ ├── storage_manager/ # 存储管理组件
│ ├── power_monitor/ # 电源监控组件
│ ├── device_manager/ # 设备管理组件
│ ├── system_monitor/ # 系统监控组件
│ └── event_manager/ # 事件管理组件
├── main/ # 主应用程序
├── docs/ # 项目文档
└── tools/ # 开发工具
- console_core: 🌡️ UART接口、命令解析器、帮助系统、智能温度管理
- hardware_hal: GPIO、PWM、SPI、ADC、UART等底层接口抽象
- gpio_controller: ⚡ 通用GPIO控制、安全操作、引脚管理
- usb_mux_controller: ⚡ USB-C接口切换、ESP32S3/AGX/N305目标管理
- hardware_commands: ⚡ GPIO和USB MUX控制台命令接口
- config_manager: 统一NVS配置管理、多数据类型支持、自动提交
- fan_controller: 🌡️ PWM风扇控制、温度曲线、多模式运行、配置持久化、智能温度集成
- agx_monitor: 🔍 AGX系统监控、WebSocket连接、CPU温度数据推送、静默运行
- matrix_led: 32x32 WS2812 LED矩阵控制，像素绘图、动画播放、亮度调节
- color_correction: 🎨 WS2812 LED色彩校正，白点/伽马/亮度/饱和度优化，配置管理
- ethernet_manager: W5500控制、DHCP服务器、网关功能
- storage_manager: TF卡管理、文件系统操作、NVS配置管理
- power_monitor: 电压监测、电源芯片通信、功率监控
- device_manager: AGX、Orin、N305等设备电源控制和状态监控
- system_monitor: ESP32S3系统状态、内存使用、温度监控
- event_manager: 事件驱动的组件间通信和状态同步机制
- 板载 LED: GPIO 42，28颗WS2812阵列 - 系统状态指示和装饰照明
- 触控 LED: GPIO 45，1颗状态指示WS2812 - 用户交互反馈
- 矩阵 LED: GPIO 9，32x32 WS2812矩阵 (1024颗LED) - 显示屏和图形界面
- 风扇控制: GPIO 41，25kHz PWM频率，10位分辨率 - 智能温控散热
- USB MUX控制: GPIO 8/48 - 多设备USB接口切换
- 以太网控制器: W5500 - 网络通信和管理
- TF卡存储: 配置文件和数据存储
- 供电电压监测: 实时电源状态监控
- 供电芯片: 电源管理和保护
robOS 配备了三个独立的 LED 子系统，每个都有专门的用途和完整的控制接口：
- 硬件: GPIO 45，单颗 WS2812 LED
- 用途: 用户交互反馈，系统状态指示
- 特性: 触摸检测、全彩显示、多种动画模式
- 控制:
led touch命令系列
- 硬件: GPIO 42，28颗 WS2812 LED 灯带
- 用途: 系统装饰照明，环境氛围营造
- 特性: 独立像素控制、丰富动画效果、亮度调节
- 控制:
led board命令系列
- 硬件: GPIO 9，32x32 WS2812 LED 矩阵 (1024颗)
- 用途: 图形显示、信息展示、数据可视化
- 特性: 像素级绘图、图像导入导出、动画播放、SD卡存储
- 控制:
led matrix命令系列
- 全彩支持: 每个 LED 支持 1677万色彩 (RGB 24位)
- 独立控制: 三个子系统完全独立，可同时运行不同效果
- 配置持久化: 所有设置自动保存到 NVS 闪存
- 颜色校正: 统一的颜色校正系统，支持亮度和饱和度调节
- 文件支持: Matrix LED 支持图像文件导入导出 (SD卡)
- 线程安全: 支持多任务环境下的安全操作
- 支持引脚: ESP32S3所有可用GPIO引脚（0-21, 26, 33-48）
- 安全操作: 避免输出状态干扰的设计
- 控制模式:
- 输出控制: 设置GPIO高/低电平输出
- 输入读取: 安全的输入模式切换和状态读取
- 引脚验证: 自动验证引脚可用性
- 控制台命令:
gpio <pin> high|low|input - 线程安全: 支持多线程环境下的安全操作
- PWM引脚: GPIO 41 - 风扇PWM控制信号
- PWM规格: 25kHz频率，10位分辨率 (0-1023)
- 控制模式:
- 手动模式 (
manual): 直接设置风扇转速百分比 - 自动温度模式 (
auto): 基于系统温度传感器自动调节 (待完整实现) - 自定义曲线模式 (
curve): 基于用户定义的温度曲线控制 - 关闭模式 (
off): 风扇完全停止
- 手动模式 (
- 温度曲线: 支持2-10个温度控制点，线性插值
- 配置持久化: 所有设置自动保存到NVS闪存
- 错误恢复: 自动检测并恢复LEDC初始化错误
1. 手动模式 (manual)
- 风扇以固定转速运行
- 用户直接设置转速百分比 (0-100%)
- 不受温度影响，适合测试和固定负载场景
2. 自动温度模式 (auto)
- 🚧 开发状态: 接口已定义，等待温度传感器集成
- 设计原理: 根据系统实际温度传感器读数自动调节转速
- 预期功能: 使用内置温度曲线，温度高时转速增加，温度低时转速降低
- 当前限制: 需要集成ESP32S3内部温度传感器或外部温度传感器
3. 自定义曲线模式 (curve)
- 根据用户定义的温度-转速曲线控制
- 支持2-10个温度控制点，线性插值计算中间值
- 可使用测试温度进行调试:
test temp <温度值> - 配置持久化，重启后自动恢复
- 最灵活的控制方式，适合精确温度管理
4. 关闭模式 (off)
- 风扇完全停止，PWM输出为0
- 可用于节能模式或维护时关闭风扇
基本状态查看
fan status # 显示所有风扇状态
fan # 同上，显示风扇状态概览风扇速度控制
fan set <fan_id> <speed> # 设置手动速度 (0-100%)
fan set 0 75 # 设置风扇0为75%速度风扇模式控制
fan mode <fan_id> <mode> # 设置工作模式
fan mode 0 manual # 手动模式 - 固定转速
fan mode 0 auto # 自动温度模式 - 根据系统温度自动调节(预留)
fan mode 0 curve # 自定义曲线模式 - 用户定义温度曲线
fan mode 0 off # 关闭风扇风扇开关控制
fan enable <fan_id> <state> # 启用/禁用风扇
fan enable 0 on # 启用风扇0
fan enable 0 off # 禁用风扇0GPIO引脚配置
fan gpio <fan_id> <pin> [channel] # 配置GPIO和PWM通道
fan gpio 0 41 # 配置风扇0使用GPIO41
fan gpio 0 41 1 # 配置风扇0使用GPIO41，PWM通道1配置管理
fan config save [fan_id] # 保存配置到NVS（包含运行状态）
fan config save # 保存所有风扇配置
fan config save 0 # 保存风扇0配置
fan config load [fan_id] # 从NVS加载配置
fan config load # 加载所有风扇配置
fan config load 0 # 加载风扇0配置
fan config show [fan_id] # 显示当前配置
fan config show # 显示所有风扇配置概览
fan config show 0 # 显示风扇0详细配置温度曲线配置
fan config curve <fan_id> <temp1:speed1> [temp2:speed2] ...
# 配置温度曲线（2-10个控制点）
fan config curve 0 30:20 50:30 70:40 80:100
# 设置风扇0曲线：30°C->20%, 50°C->30%, 70°C->40%, 80°C->100%帮助信息
fan help # 显示完整命令参考状态概览 (fan status)：
Fan Controller Status:
======================
Fan 0: Enabled, Auto-Curve, Speed: 45%, Temp: 32.5°C
详细配置 (fan config show 0)：
Fan 0:
Hardware Configuration:
GPIO Pin: 41
PWM Channel: 0
PWM Timer: 0
PWM Inverted: No
Current Status:
Mode: Auto-Curve
Speed: 45%
Enabled: Yes
Temperature: 32.5°C
Fault: No
Temperature Curve:
Enabled: Yes (4 points)
30.0°C -> 20%
50.0°C -> 30%
70.0°C -> 40%
80.0°C -> 100%
场景1：基础手动控制
fan gpio 0 41 # 配置GPIO41
fan enable 0 on # 启用风扇
fan set 0 60 # 设置60%转速
fan config save # 保存配置场景2：温度曲线自动控制
fan config curve 0 30:20 50:30 70:40 80:100 # 配置温度曲线
fan mode 0 curve # 启用曲线模式
test temp 45 # 设置测试温度45°C（调试用）
fan config save # 保存配置场景3：自动温度模式（待完整实现）
# 当温度传感器集成完成后的使用方式：
fan mode 0 auto # 启用自动温度模式
fan config curve 0 30:20 50:30 70:40 80:100 # 设置系统默认温度曲线
fan config save # 保存配置
# 系统将根据实际温度传感器读数自动调节风扇转速场景4：系统重启后自动恢复
# 系统重启后会自动：
# 1. 从NVS加载保存的配置
# 2. 恢复GPIO引脚配置
# 3. 恢复工作模式和转速
# 4. 恢复温度曲线设置
# 5. 恢复启用/禁用状态✅ 已完成功能
- 手动模式控制 - 完全实现
- 自定义曲线模式 - 完全实现，支持测试温度
- GPIO配置和PWM控制 - 完全实现
- 配置持久化 - 完全实现
- 错误恢复机制 - 完全实现
✅ 新增智能温度管理功能
- 智能温度源优先级系统 - 手动模式、AGX自动模式、默认保护
- AGX CPU温度自动集成 - 实时温度数据推送到风扇控制
- 分层安全保护策略 - 启动保护、离线保护、数据过期保护
- 温度管理命令系统 -
temp命令替代test temp，提供完整温度控制
🔧 技术细节
- 使用
temp set <值>命令设置手动测试温度（兼容原test temp） - 使用
temp auto/manual命令在AGX自动模式和手动模式间切换 - 使用
temp status命令查看当前温度源和安全状态 - 曲线模式智能选择温度源：手动 > AGX实时 > 安全默认
- 分层安全温度：启动75°C，离线85°C，过期65°C，备用45°C
- 所有模式都支持线性插值算法，保证平滑的转速变化
fan config和fan help命令正确返回成功状态码
- 连接协议: WebSocket over Socket.IO
- 服务器地址: ws://10.10.99.98:58090/socket.io/
- 数据更新频率: 1Hz实时监控
- 启动保护: 45秒AGX系统启动延迟
- 静默运行: 完全静默模式，不干扰控制台操作
- CPU信息: 多核心使用率、频率监控
- 内存信息: RAM和SWAP使用情况
- 温度监控: CPU、SoC0-2、Junction温度
- 功耗监控: GPU+SoC、CPU、系统5V、内存功耗
- GPU信息: 3D GPU频率监控
基本控制
agx_monitor start # 启动AGX监控
agx_monitor stop # 停止AGX监控
agx_monitor status # 显示连接状态数据查看
agx_monitor data # 显示完整监控数据
agx_monitor config # 显示配置信息
agx_monitor stats # 显示统计信息
agx_monitor debug # 显示调试信息自动数据推送
- AGX CPU温度自动推送到风扇控制系统
- 1秒更新频率，确保温度响应及时
- 线程安全的数据同步机制
温度源优先级（由 temp 命令管理）
- 手动模式 -
temp set 45设置测试温度 - AGX自动 - 使用实时AGX CPU温度
- 安全保护 - 多层安全温度策略
智能安全策略
# 系统启动60秒内：75°C高温保护
# AGX离线未连接：85°C紧急保护
# AGX数据过期>10s：65°C回退保护
# 正常运行：实际AGX CPU温度完全静默设计
- WebSocket连接过程静默
- 数据解析过程静默
- 重连机制静默执行
- 只在关键错误时输出日志
日志级别控制
- AGX监控组件：DEBUG级别
- WebSocket库：NONE级别（完全静默）
- 不干扰控制台正常操作
自动重连机制
- 连接丢失时自动重连
- 3次快速重试（1秒间隔）
- 后续固定间隔重连（3秒）
- 45秒AGX启动保护延迟
连接状态监控
agx_monitor status
# 输出：
# Connection Status: Connected
# Server: 10.10.99.98:58090
# Uptime: 5 minutes 23 seconds
# Data Updates: 323 received默认配置
server_url = "10.10.99.98";
server_port = 58090;
reconnect_interval = 3000ms;
startup_delay = 45000ms; // AGX启动保护
heartbeat_timeout = 10000ms;配置持久化
- 所有配置自动保存到NVS
- 支持运行时配置修改
- 重启后自动恢复设置
✅ 已完成功能
- WebSocket连接和数据接收
- 完整数据解析（CPU、内存、温度、功耗、GPU）
- 静默运行模式
- 自动重连机制
- 温度数据自动推送到风扇控制
- 控制台命令系统
🔧 技术特性
- 事件驱动架构
- 线程安全数据访问
- 内存优化设计
- 错误处理和恢复
- 与风扇控制系统深度集成
temp set 45 # 设置手动测试温度
temp get # 获取当前有效温度
temp auto # 切换到AGX自动模式
temp manual # 切换到手动测试模式
temp status # 显示详细温度状态1. 手动模式（最高优先级）
- 触发：
temp set <温度>命令 - 用途：调试和测试风扇曲线
- 兼容：支持原有
test temp命令
2. AGX自动模式（智能分层保护）
- 启动保护：系统启动60秒内使用75°C
- 离线保护：AGX从未连接时使用85°C
- 过期保护：AGX数据>10秒时使用65°C
- 正常运行：使用实时AGX CPU温度
3. 系统备用（最低优先级）
- 互斥锁超时等异常情况使用45°C
时间戳追踪
- 系统启动时间记录
- AGX数据更新时间戳
- 智能状态判断和切换
状态监控显示
temp status
# 输出示例：
# Temperature Mode: AGX Auto
# Effective Temperature: 75.0°C
# Temperature Source: Startup Protection (High temp for 60s startup safety)
# System Uptime: 45 seconds
# AGX Data: Never received- MUX1引脚: GPIO 8 - USB MUX1选择控制
- MUX2引脚: GPIO 48 - USB MUX2选择控制
- 支持切换USB-C接口连接目标：
- ESP32S3: mux1=0, mux2=0 (默认)
- AGX: mux1=1, mux2=0
- N305: mux1=1, mux2=1
- 控制台命令:
usbmux esp32s3|agx|n305|status
- LED数据引脚: GPIO 8 - WS2812 LED灯条数据线
- 触摸传感器引脚: GPIO 4 - 电容式触摸传感器
- LED规格: 支持WS2812/WS2812B可编程LED灯条，最多256个LED
- 工作模式:
- 触摸交互: 触摸时LED变绿，释放后恢复蓝色
- 长按模式: 长按1秒以上启动彩虹动画
- 双击模式: 双击切换亮度等级
- 呼吸动画: 默认蓝色呼吸效果
1. 触摸响应模式
- 默认状态：柔和蓝色呼吸效果 (亮度50)
- 触摸时：立即切换为绿色 (亮度150)
- 释放时：恢复蓝色并重启呼吸动画
- 响应延迟：<50ms，实时触摸反馈
2. 长按功能
- 长按检测：触摸时间 >1000ms
- 长按效果：启动彩虹循环动画
- 动画速度：中等速度 (100/255)
- 持续时间：直到下次触摸或系统重置
3. 双击亮度切换
- 检测逻辑：两次快速触摸 (间隔<500ms)
- 亮度级别：低亮度30 ↔ 高亮度200
- 智能切换：基于当前亮度自动选择目标亮度
4. 动画效果系统
- 呼吸动画: 正弦波亮度变化，营造自然呼吸感
- 彩虹动画: HSV色彩空间循环，每个LED不同相位
- 渐变动画: 颜色平滑过渡
- 脉冲效果: 快速闪烁效果
LED灯条配置
led_gpio = GPIO_NUM_8; // WS2812数据线
led_count = 16; // LED数量
max_brightness = 200; // 最大亮度
led_pixel_format = GRB; // 像素格式
resolution_hz = 10MHz; // RMT时钟频率触摸传感器配置
touch_gpio = GPIO_NUM_4; // 触摸传感器引脚
touch_threshold = 1000; // 触摸检测阈值
touch_invert = false; // 触摸逻辑 (false=低电平有效)
sampling_rate = 20Hz; // 采样频率场景1：系统状态指示
- 启动时：柔和蓝色呼吸，表示系统正常运行
- 错误时：红色闪烁，表示系统异常
- 更新时：紫色脉冲，表示固件更新中
场景2：用户交互反馈
- 触摸操作：绿色确认反馈
- 长按功能：彩虹动画娱乐模式
- 双击调节：智能亮度适应环境
场景3：环境适应
- 白天模式：高亮度(200)，清晰可见
- 夜间模式：低亮度(30)，温和不刺眼
- 自动调节：双击快速切换亮度级别
🎨 色彩支持
- 全彩RGB控制，1677万色彩
- 预定义色彩常量：红、绿、蓝、白、黄、青、品红、橙、紫
- HSV色彩空间支持，方便渐变和动画
⚡ 性能优化
- 硬件PWM驱动，CPU占用率低
- 多任务安全，互斥锁保护
- 内存优化：仅2KB基础占用 + LED缓冲区
🔧 开发友好
- 丰富的API接口，支持单个和批量LED控制
- 事件回调机制，支持自定义触摸响应
- 线程安全设计，支持多任务调用
- 硬件依赖：需要外接WS2812灯条和触摸传感器
- 引脚冲突：GPIO 8可能与其他功能冲突，需要硬件配置协调
- 触摸精度：受环境湿度和电磁干扰影响
基本状态查看
led touch status # 显示LED状态和配置信息
led touch help # 显示完整命令参考LED颜色控制
led touch set <color> # 设置LED颜色(单个LED)
led touch set red # LED设为红色
led touch set FF6600 # 使用RGB十六进制(橙色)
led touch brightness <level> # 设置亮度(0-255)
led touch clear # 关闭LED动画控制
led touch animation start <mode> [speed] [color1] [color2]
led touch animation start rainbow 150 # 快速彩虹动画
led touch animation start breathe 50 green # 缓慢绿色呼吸
led touch animation stop # 停止动画触摸传感器控制
led touch sensor enable # 启用触摸检测
led touch sensor disable # 禁用触摸检测
led touch sensor threshold <value> # 设置触摸阈值(0-4095)使用场景示例
场景1：系统状态指示
led touch set blue # 系统正常-蓝色
led touch animation start breathe 30 blue # 待机呼吸效果
led touch set red # 系统异常-红色闪烁场景2：用户交互测试
led touch sensor threshold 800 # 设置中等灵敏度
led touch set green # 设置确认颜色
led touch animation start rainbow 100 # 娱乐模式场景3：亮度适应
led touch brightness 200 # 白天模式-高亮度
led touch brightness 30 # 夜间模式-低亮度
led touch set white # 工作照明- LED矩阵引脚: GPIO 9 - 32x32 WS2812矩阵数据线
- 矩阵规格: 32x32像素，共1024颗可编程RGB LED
- 驱动方式: RMT硬件驱动，支持DMA加速
- 颜色深度: 24位真彩色，支持1600万种颜色
- 显示功能:
- 像素级控制: 单个像素精确设置和读取
- 几何绘图: 直线、矩形、圆形等基本图形
- 图案显示: 测试图案、自定义图像
- 动画播放: 彩虹、波浪、呼吸、旋转等动态效果
1. 静态显示模式 (static)
- 显示固定的图像或图案
- 支持像素级精确控制
- 适合状态指示、图标显示
- 内存占用低，性能稳定
2. 动画播放模式 (animation)
- 支持多种预置动画效果
- 可配置动画速度、颜色、循环次数
- 实时动画渲染，流畅播放
- 支持动画的播放、暂停、停止控制
3. 自定义模式 (custom)
- 支持加载外部动画文件
- 灵活的动画编程接口
- 适合复杂的显示需求
- 可扩展的动画系统
4. 关闭模式 (off)
- 完全关闭LED矩阵显示
- 节能模式，降低功耗
- 可用于夜间或待机状态
基本状态和控制
led matrix status # 显示矩阵状态信息
led matrix enable on|off # 启用/禁用矩阵显示
led matrix brightness 50 # 设置亮度(0-100%)像素和图形操作
led matrix clear # 清空所有像素
led matrix fill 255 0 0 # 填充红色(RGB格式)
led matrix pixel 10 15 0 255 0 # 设置像素(10,15)为绿色
led matrix test # 显示测试图案几何图形绘制
led matrix draw line 0 0 31 31 255 255 255 # 绘制白色对角线
led matrix draw rect 5 5 10 8 255 0 255 fill # 绘制填充紫色矩形
led matrix draw circle 16 16 8 0 255 255 fill # 绘制填充青色圆形显示模式控制
led matrix mode static # 切换到静态显示模式
led matrix mode animation # 切换到动画播放模式
led matrix mode off # 关闭矩阵显示动画播放控制
led matrix animation rainbow 70 # 播放彩虹动画，速度70%
led matrix animation wave 50 # 播放波浪动画，速度50%
led matrix animation breathe 60 # 播放呼吸动画，速度60%
led matrix animation rotate 40 # 播放旋转动画，速度40%
led matrix animation fade 30 # 播放渐变动画，速度30%
led matrix stop # 停止当前动画配置管理
led matrix config save # 保存当前配置到NVS
led matrix config load # 从NVS加载配置
led matrix config reset # 重置为默认配置状态概览 (led matrix status)：
Matrix LED Status:
Initialized: Yes
Enabled: Yes
Mode: 1 (Animation)
Brightness: 75%
Pixel Count: 1024
Frame Count: 1520
Current Animation: rainbow_70
场景1：系统状态指示
led matrix clear # 清空显示
led matrix fill 0 255 0 # 绿色表示正常状态
led matrix brightness 30 # 设置适中亮度场景2：信息可视化
led matrix clear
led matrix draw rect 0 0 32 8 255 0 0 fill # 红色区域表示CPU使用率
led matrix draw rect 0 8 24 8 255 255 0 fill # 黄色区域表示内存使用率
led matrix draw rect 0 16 16 8 0 0 255 fill # 蓝色区域表示网络状态场景3：装饰效果
led matrix animation rainbow 60 # 彩虹循环效果
# 或
led matrix animation breathe 40 # 柔和的呼吸灯效果场景4：测试和调试
led matrix test # 显示测试图案验证硬件
led matrix pixel 0 0 255 0 0 # 测试左上角像素
led matrix pixel 31 31 0 0 255 # 测试右下角像素🎨 丰富的显示功能
- 1024个独立控制的RGB LED像素
- 101级亮度调节(0-100%)
- 预定义颜色常量和RGB/HSV颜色空间转换
- 颜色插值和亮度应用算法
⚡ 高性能渲染
- RMT硬件驱动，CPU占用率低
- DMA传输，支持高帧率显示
- 双缓冲机制，避免显示撕裂
- 优化的几何图形绘制算法
🔧 灵活的控制
- 多种显示模式和动画效果
- 实时动画参数调节
- 配置持久化存储
- 完整的控制台命令接口
🛡️ 可靠性保证
- 线程安全的并发访问
- 完整的错误处理机制
- 硬件状态监控和恢复
- 全面的单元测试覆盖
✅ 已完成功能
- 基础像素控制 - 完全实现
- 几何图形绘制 - 完全实现
- 动画播放系统 - 完全实现
- 亮度和模式控制 - 完全实现
- 配置持久化 - 完全实现
- 控制台命令接口 - 完全实现
- 颜色工具函数 - 完全实现
🚧 开发中功能
- 文本渲染 - 基础框架已实现，字体库待完善
- 自定义动画加载 - 接口已定义，文件解析待实现
- 高级特效 - 基础效果已实现，更多效果开发中
🔧 技术细节
- 使用Bresenham算法进行直线绘制
- 采用中点圆算法进行圆形绘制
- 支持HSV和RGB颜色空间的双向转换
- 实现了平滑的颜色插值算法
- 配置数据通过NVS进行持久化存储
- SPI接口: SPI2_HOST
- 引脚配置:
- RST: GPIO 39 - 复位信号
- INT: GPIO 38 - 中断信号
- MISO: GPIO 13 - SPI数据输入
- SCLK: GPIO 12 - SPI时钟
- MOSI: GPIO 11 - SPI数据输出
- CS: GPIO 10 - SPI片选
- 网络配置:
- 默认IP: 10.10.99.97
- 子网掩码: 255.255.255.0
- 网关: 10.10.99.100（某些文档中为10.10.99.1）
- DNS: 8.8.8.8
- DHCP服务器:
- IP池范围: 10.10.99.100 - 10.10.99.101（可扩展到110）
- 默认租期: 24小时
- 最大客户端数: 10
- 支持客户端跟踪和管理
- 功能特性:
- 静态IP配置和动态DHCP
- 内置DHCP服务器功能
- 网络活动日志记录
- 网络状态统计和监控
- 网络接口控制和重置
- NVS配置持久化
- 网络调试和诊断工具
- 完整的控制台命令接口
- 参考项目 https://github.com/thomas-hiddenpeak/rm01-esp32s3-bsp
基础状态和控制
net # 显示所有网络管理命令帮助
net status # 显示网络接口状态（链路、IP配置、统计信息）
net start # 启动网络接口
net stop # 停止网络接口
net reset # 重置网络接口网络配置管理
# 配置查看和管理
net config # 显示当前网络配置
net config show # 显示当前网络配置（同上）
net config save # 保存配置到NVS存储
net config load # 从NVS存储加载配置
net config reset # 重置为默认配置
# 网络参数设置
net config set <参数> <值> # 设置网络参数可配置的网络参数
net config set ip <x.x.x.x> # 设置静态IP地址
net config set netmask <x.x.x.x> # 设置网络掩码
net config set gateway <x.x.x.x> # 设置网关地址
net config set dns <x.x.x.x> # 设置DNS服务器
net config set dhcp_pool_start <x.x.x.x> # 设置DHCP池起始IP
net config set dhcp_pool_end <x.x.x.x> # 设置DHCP池结束IP
net config set dhcp_lease_hours <n> # 设置DHCP租期（小时，1-8760）
net config set dhcp_max_clients <n> # 设置最大DHCP客户端数（1-50）配置示例
net config set ip 10.10.99.97 # 设置IP地址
net config set dns 8.8.8.8 # 设置DNS服务器
net config set dhcp_lease_hours 24 # 设置24小时租期
net config save # 保存配置
net reset # 应用配置DHCP服务器管理
net dhcp # 显示DHCP服务器状态
net dhcp enable # 启用DHCP服务器
net dhcp disable # 禁用DHCP服务器网络活动日志
# 基础日志查看
net log # 显示16条最近的网络活动日志
net log all # 显示所有存储的日志条目（最多32条）
net log verbose # 显示详细信息
net log count=N # 显示N条最近的日志（1-32）
net log help # 显示日志命令帮助
# 日志选项组合示例
net log verbose all # 显示所有日志的详细信息
net log count=5 # 显示5条最近的日志网络调试工具
# DHCP调试命令
net debug # 显示DHCP调试命令帮助
net debug reset # 重置DHCP调试计数器
net debug timing # 显示DHCP时序分析
net debug force-restart # 强制重启DHCP客户端
net debug status # 显示调试状态网络状态信息说明
net status 显示的信息包括：
- 网络接口状态：初始化状态、启动状态、链路状态
- MAC地址：硬件MAC地址
- IP配置：IP地址、网关、子网掩码、DNS服务器
- DHCP服务器配置：启用状态、IP池范围、租期、最大客户端数
- 网络统计：收发包数、字节数、错误数
net log 显示的信息包括：
- 网络接口启动/停止事件
- 链路状态变化
- DHCP事件和IP地址分配
- 网络错误和警告
使用场景示例
场景1：基本网络设置
net status # 检查当前状态
net config set ip 10.10.99.98 # 设置新IP
net config set gateway 10.10.99.1 # 设置网关
net config save # 保存配置
net reset # 应用配置场景2：DHCP服务器配置
net config set dhcp_pool_start 10.10.99.100 # 设置DHCP池起始
net config set dhcp_pool_end 10.10.99.110 # 设置DHCP池结束
net config set dhcp_lease_hours 48 # 设置48小时租期
net dhcp enable # 启用DHCP服务器
net config save # 保存配置场景3：网络故障排除
net status # 检查接口状态
net log # 查看最近活动
net debug status # 检查调试信息
net reset # 尝试重置接口
system reboot # 如需要可重启系统场景4：网络监控和维护
net log verbose all # 查看详细网络活动历史
net debug timing # 分析网络性能
net status # 实时状态监控✅ 已完成功能
- 完整的网络配置管理系统
- DHCP服务器和客户端支持
- 网络状态监控和统计
- 活动日志记录和查看
- 配置持久化存储
- 完整的控制台命令接口
- 网络调试和诊断工具
🔧 技术特性
-
W5500硬件以太网控制器支持
-
SPI通信接口优化
-
线程安全的网络操作
-
事件驱动的状态管理
-
与系统其他组件的深度集成
-
接口类型: SDMMC 4-bit模式
-
时钟频率: 40MHz (高速模式)
-
引脚配置:
- CMD: GPIO 4 - 命令线
- CLK: GPIO 5 - 时钟线
- D0: GPIO 6 - 数据线0
- D1: GPIO 7 - 数据线1
- D2: GPIO 15 - 数据线2
- D3: GPIO 16 - 数据线3
-
文件系统: FAT32格式
-
功能特性:
- 自动挂载和卸载
- 文件和目录完整操作
- 空间监控和管理
- 格式化支持
- 19个专用控制台命令
- POSIX文件操作兼容
- 供电电压监测: GPIO 18 (ADC2_CHANNEL_7)
- 分压比: 11.4:1，支持高电压检测
- 实时电压监控和阈值报警
- 后台任务持续监控
- 电源芯片数据接收: GPIO 47 (UART1_RX)
- 波特率: 9600，8N1配置
- 数据格式:
[0xFF帧头][电压][电流][CRC](4字节) - 实时读取电压、电流、功率数据
- 支持协议分析和调试
- 功能特性:
- 电压变化阈值触发
- UART通信状态监控
- 数据协议深度分析
- 完整的调试工具套件
- 10个专用控制台命令
help # 查看系统概览和可用命令
status # 显示控制台状态
temp status # 检查温度管理状态agx_monitor start # 启动AGX系统监控
agx_monitor status # 检查连接状态
agx_monitor data # 查看监控数据fan status # 查看风扇状态
temp auto # 启用AGX温度自动控制
fan mode 0 curve # 设置风扇为曲线模式
fan config curve 0 40:20 50:40 60:70 70:100 # 配置温度曲线temp manual # 切换到手动模式
temp set 50 # 设置测试温度50°C
fan status # 查看风扇响应
temp auto # 切换回自动模式# 触摸 LED - 用户交互指示
led touch set blue # 设置触摸LED为蓝色
led touch animation start rainbow 100 # 启动彩虹动画
# 板载 LED - 系统装饰照明
led board all 255 100 0 # 设置所有板载LED为橙色
led board anim breathe 0 255 0 50 # 启动绿色呼吸动画
# 矩阵 LED - 图形显示
led matrix fill 255 0 255 # 矩阵填充紫色
led matrix draw circle 16 16 8 255 255 0 fill # 画一个黄色实心圆
led matrix anim wave 60 # 启动波浪动画led touch config save # 保存触摸LED配置
led board config save # 保存板载LED配置
led matrix config save # 保存矩阵LED配置# 检查网络状态
net status # 显示当前网络状态
net log # 查看网络活动日志
# 基础网络配置
net config set ip 10.10.99.98 # 设置新IP地址
net config set gateway 10.10.99.1 # 设置网关
net config set dns 8.8.8.8 # 设置DNS服务器
net config save # 保存配置
# DHCP服务器配置
net config set dhcp_pool_start 10.10.99.100 # 设置DHCP池起始
net config set dhcp_pool_end 10.10.99.110 # 设置DHCP池结束
net dhcp enable # 启用DHCP服务器
# 应用配置
net reset # 重置网络接口应用配置
net status # 验证配置是否生效# 查看当前色彩校正状态
color status # 显示所有校正参数
# 标准显示优化 (推荐新手)
color enable # 启用色彩校正
color gamma 2.2 # 设置标准伽马
color saturation 1.1 # 轻微增强饱和度
# 环境适应性调节
color whitepoint 0.9 1.0 1.1 # 冷色调环境
color brightness 1.2 # 提高整体亮度
# 一键重置和备份
color export /sdcard/my_color.json # 备份当前配置
color reset # 重置为默认值| 命令 | 说明 | 示例 |
|---|---|---|
temp status |
显示温度管理状态 | temp status |
temp get |
获取当前有效温度 | temp get |
temp set <value> |
设置手动测试温度 | temp set 45 |
temp auto |
切换到AGX自动模式 | temp auto |
temp manual |
切换到手动测试模式 | temp manual |
| 命令 | 说明 | 示例 |
|---|---|---|
agx_monitor start |
启动AGX监控 | agx_monitor start |
agx_monitor stop |
停止AGX监控 | agx_monitor stop |
agx_monitor status |
显示连接状态 | agx_monitor status |
agx_monitor data |
显示监控数据 | agx_monitor data |
agx_monitor config |
显示配置信息 | agx_monitor config |
agx_monitor stats |
显示统计信息 | agx_monitor stats |
| 命令 | 说明 | 示例 |
|---|---|---|
fan status |
显示风扇状态 | fan status |
fan set <id> <speed> |
设置风扇转速 | fan set 0 75 |
fan mode <id> <mode> |
设置工作模式 | fan mode 0 curve |
fan enable <id> <on/off> |
启用/禁用风扇 | fan enable 0 on |
fan config curve <id> <points> |
配置温度曲线 | fan config curve 0 30:20 50:40 |
fan config save |
保存配置 | fan config save |
| 命令 | 说明 | 示例 |
|---|---|---|
gpio <pin> high |
设置GPIO高电平 | gpio 42 high |
gpio <pin> low |
设置GPIO低电平 | gpio 42 low |
gpio <pin> input |
设置为输入模式 | gpio 42 input |
usbmux <target> |
切换USB MUX | usbmux agx |
robOS 系统包含三个 LED 子系统，每个都有独立的控制命令：
| 命令 | 说明 | 示例 |
|---|---|---|
led touch status |
显示 LED 状态和配置 | led touch status |
led touch help |
显示完整命令参考 | led touch help |
led touch set <color> |
设置颜色 | led touch set red |
led touch set <RRGGBB> |
使用 RGB 十六进制设置 | led touch set FF6600 |
led touch brightness <0-255> |
设置亮度 | led touch brightness 128 |
led touch clear |
关闭 LED | led touch clear |
led touch animation start <type> [speed] [color] |
启动动画 | led touch animation start rainbow 100 |
led touch animation stop |
停止动画 | led touch animation stop |
led touch sensor threshold <value> |
设置触摸阈值 | led touch sensor threshold 500 |
led touch sensor enable/disable |
启用/禁用触摸检测 | led touch sensor enable |
led touch config save/load/reset |
配置管理 | led touch config save |
动画类型: rainbow, breathe, fade, pulse, sparkle
| 命令 | 说明 | 示例 |
|---|---|---|
led board help |
显示帮助信息 | led board help |
led board on |
打开所有 LED（白色） | led board on |
led board off |
关闭所有 LED | led board off |
led board clear |
清除所有 LED | led board clear |
led board all <R> <G> <B> |
设置所有 LED 颜色 | led board all 255 0 0 |
led board set <index> <R> <G> <B> |
设置特定 LED 颜色 | led board set 5 0 255 0 |
led board brightness <0-255> |
设置亮度 | led board brightness 100 |
led board anim stop |
停止动画 | led board anim stop |
led board anim fade <R> <G> <B> [speed] |
淡入淡出动画 | led board anim fade 255 0 0 50 |
led board anim rainbow [speed] |
彩虹动画 | led board anim rainbow 80 |
led board anim breathe <R> <G> <B> [speed] |
呼吸动画 | led board anim breathe 0 0 255 30 |
led board anim wave <R> <G> <B> [speed] |
波浪动画 | led board anim wave 255 255 0 60 |
led board anim chase <R> <G> <B> [speed] |
追逐动画 | led board anim chase 255 0 255 70 |
led board anim twinkle <R> <G> <B> [speed] |
闪烁动画 | led board anim twinkle 255 255 255 40 |
led board anim fire [speed] |
火焰动画 | led board anim fire 50 |
led board anim pulse <R> <G> <B> [speed] |
脉冲动画 | led board anim pulse 0 255 0 80 |
led board anim gradient <R1> <G1> <B1> <R2> <G2> <B2> [speed] |
渐变动画 | led board anim gradient 255 0 0 0 0 255 60 |
led board config save/load/reset |
配置管理 | led board config save |
| 命令 | 说明 | 示例 |
|---|---|---|
led matrix status |
显示矩阵状态 | led matrix status |
led matrix help |
显示完整帮助 | led matrix help |
led matrix enable <on/off> |
启用/禁用矩阵 | led matrix enable on |
led matrix brightness <0-100> |
设置亮度百分比 | led matrix brightness 80 |
led matrix clear |
清除所有像素 | led matrix clear |
led matrix fill <r> <g> <b> |
用颜色填充 | led matrix fill 255 0 0 |
led matrix pixel <x> <y> <r> <g> <b> |
设置单个像素 | led matrix pixel 16 16 0 255 0 |
led matrix test |
显示测试图案 | led matrix test |
led matrix draw line <x0> <y0> <x1> <y1> <r> <g> <b> |
画线 | led matrix draw line 0 0 31 31 255 255 0 |
led matrix draw rect <x> <y> <w> <h> <r> <g> <b> [fill] |
画矩形 | led matrix draw rect 10 10 12 8 0 255 255 fill |
led matrix draw circle <x> <y> <radius> <r> <g> <b> [fill] |
画圆 | led matrix draw circle 16 16 8 255 0 255 |
led matrix anim <type> [speed] |
启动动画 | led matrix anim rainbow 60 |
led matrix stop |
停止动画 | led matrix stop |
led matrix mode <static/animation/off> |
设置显示模式 | led matrix mode animation |
led matrix config save/load/export/import |
配置管理 | led matrix config save |
led matrix image export <file> |
导出当前显示 | led matrix image export /sdcard/image.json |
led matrix image import <file> [name] |
导入图像文件 | led matrix image import /sdcard/image.json logo |
led matrix storage status |
检查 SD 卡状态 | led matrix storage status |
矩阵动画类型: rainbow, wave, breathe, rotate, fade
robOS 提供了功能强大的色彩校正系统，专门为 WS2812 LED 设备设计，支持白点校正、伽马校正、亮度增强和饱和度增强等多种色彩处理功能。
| 命令 | 说明 | 示例 |
|---|---|---|
color enable/disable |
启用/禁用色彩校正系统 | color enable |
color status |
显示当前配置状态 | color status |
color whitepoint <r> <g> <b> |
RGB通道白点校正 (0.0-2.0) | color whitepoint 0.9 1.0 1.1 |
color gamma <value> |
伽马校正 (0.1-4.0) | color gamma 2.2 |
color brightness <factor> |
亮度增强 (0.0-2.0) | color brightness 1.2 |
color saturation <factor> |
饱和度增强 (0.0-2.0) | color saturation 1.1 |
color export/import <file> |
配置文件导入导出 | color export /sdcard/color.json |
color reset |
重置为默认设置 | color reset |
快速配置场景:
- 标准优化:
color enable && color gamma 2.2 && color saturation 1.1 - 暖色调:
color whitepoint 1.1 1.0 0.9 && color brightness 0.9 - 冷色调:
color whitepoint 0.9 1.0 1.1 && color brightness 1.1 - 护眼模式:
color whitepoint 1.0 0.95 0.85 && color brightness 0.7
�� 详细指南: 色彩校正系统完整指南
| 命令 | 说明 | 示例 |
|---|---|---|
net status |
显示网络接口状态 | net status |
net start |
启动网络接口 | net start |
net stop |
停止网络接口 | net stop |
net reset |
重置网络接口 | net reset |
net config show |
显示当前网络配置 | net config show |
net config set <param> <value> |
设置网络参数 | net config set ip 10.10.99.97 |
net config save |
保存配置到NVS | net config save |
net config load |
从NVS加载配置 | net config load |
net config reset |
重置为默认配置 | net config reset |
net dhcp |
显示DHCP服务器状态 | net dhcp |
net dhcp enable |
启用DHCP服务器 | net dhcp enable |
net dhcp disable |
禁用DHCP服务器 | net dhcp disable |
net log |
显示网络活动日志 | net log |
net log all |
显示所有日志条目 | net log all |
net log verbose |
显示详细日志信息 | net log verbose |
net log count=N |
显示N条最近日志 | net log count=5 |
net debug status |
显示调试状态 | net debug status |
net debug timing |
显示时序分析 | net debug timing |
net debug reset |
重置调试计数器 | net debug reset |
net debug force-restart |
强制重启DHCP客户端 | net debug force-restart |
可配置的网络参数:
ip- 静态IP地址 (x.x.x.x 格式)netmask- 网络掩码 (x.x.x.x 格式)gateway- 网关地址 (x.x.x.x 格式)dns- DNS服务器 (x.x.x.x 格式)dhcp_pool_start- DHCP池起始IP (x.x.x.x 格式)dhcp_pool_end- DHCP池结束IP (x.x.x.x 格式)dhcp_lease_hours- DHCP租期小时数 (1-8760)dhcp_max_clients- 最大DHCP客户端数 (1-50)
| 命令 | 说明 | 示例 |
|---|---|---|
help |
显示系统概览和命令列表 | help |
help <command> |
显示特定命令帮助 | help temp |
version |
显示版本信息 | version |
status |
显示控制台状态 | status |
clear |
清屏 | clear |
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显示命令历史 | history |
- 温度集成指南 - AGX温度集成到风扇控制的完整使用指南
- 智能安全温度策略 - 分层安全温度保护机制详解
- 色彩校正系统完整指南 - WS2812 LED色彩校正详细配置和使用指南
- Touch LED 组件 - 触摸LED详细使用指南和API文档
- Matrix LED 组件 - 32x32 LED矩阵控制和图形编程文档
- Board LED 组件 - 板载LED灯带控制和动画效果文档
- 色彩校正组件 - WS2812 LED色彩校正和优化系统文档
项目版本: robOS v2.0.0
更新日期: 2025年10月5日
开发团队: robOS Team